Измерительные инструменты

В условиях ремонтных предприятий прихо­дится осуществлять дефектовку деталей не только по внешним признакам, но и определять

необходимые параметры. Основными па­раметрами являются геометрические размеры деталей. Измеряют их различными измеритель­ными инструментами с целью установления действительных размеров и соответствия их требованиям рабочего чертежа. Сравнивают полученные величины с заданными на чертеже или контролируют их с допускаемыми преде­лами. Таким образом, при дефектовке деталей выполняют техническое измерение. При этом применяются различные приборы и инструмен­ты. Простейшими из них являются: масш­табная линейка, кронциркуль и нутромер. Данные инструменты применя­ются тогда, когда не требуется высокая точ­ность измерений (возможная точность 0,5 мм). На рис. 45 приведены различные приемы измерения масштабной линейкой.

Кронциркуль (рис. 46, а) служит для изме­рения наружных размеров, а нутромер — для измерения внутренних размеров (рис. 46,6). В обоих случаях показания отсчитывают по масштабной линейке (рис. 47, а, б).

Для измерения линейных размеров, не тре­бующих особо высокой точности, применяют штангенинструменты. К ним относятся штан­генциркуль, штангенглубиномер, штангенвысотомер и штангензубомер.

Штангенциркуль применяют для из­мерения наружных и внутренних размеров, штангенглубиномер предназначен для измерения глубины пазов, отверстия и расстоя­ний между плоскостями; штангензубомером определяют толщину зуба цилиндричес­ких и конических зубчатых колес по постоян­ной хорде.

Основой всех штангенинструментов (рис. 48, а) является линейка 5 (штанга) с на­несенными на ней миллиметровыми делени­ями— основная шкала. По штанге перемеща­ется рамка 3 с вырезом. На наклонной грани рамки или укрепленной в рамке линейке име­ется шкала 6, называемая нониусной. Нониус позволяет производить отсчёт дробных долей цены делений основной шкалы (десятые и со­тые доли миллиметра). В СССР стандартизо­ваны нониусы с величиной отсчёта 0,1; 0,05 и 0,02 мм.

Перед измерением проверяется нулевое по­ложение или нулевая установка. Для этого губки плотно смыкают и смотрят, совпал ли нулевой штрих шкалы нониуса с нулевым штрихом основной шкалы.

При измерении деталь помещается между измерительными губками 1 и 2. Отсчет показа­ний производится следующим образом. Внача­ле определяют целое число миллиметров, кото­рое расположено на штанге слева от нулевого штриха нониуса (крайнего левого). Если нуле-

вой штрих нониуса совпадает с каким-либо де­лением на штанге (например, с одиннадцатым на рис. 48,6), то это деление укажет на целое число миллиметров (11,0 мм). Если нулевой штрих нониуса не совпадает ни с одним штри­хом на штанге, то к целому числу миллиметров, взятому левее нулевого штриха нониуса, необходимо прибавить десятые или сотые до­ли. Для этого устанавливают, какой штрих но­ниуса совпадает со штрихом основной шкалы (штанги), и, зная точность отсчета, указанную на рамке штангенинструмента, устанавливают доли миллиметра путем умножения порядко­вого номера совпадающего штриха нониуса на точность отсчета (например, 11,7 и 14,35 на рис. 48).

Важное значение на точность измерения оказывает усилие поджима измерительных гу­бок. При измерении, например, наружных по­верхностей штангенциркулем деталь зажима­ется между внутренними измерительными по­верхностями губок настолько плотно, что кача­ние ее невозможно, и вместе с тем настолько свободно, что она скользит между измеритель­ными поверхностями.

Существенное влияние на точность измере­ния штангенциркулем оказывает состояние инструмента, техника измерения различных деталей.

Перед измерением рекомендуется убедить­ся в пригодности штангенциркуля к работе. Держать его надо всегда за штангу. Передви­гать рамку следует большим пальцем правой руки за выступ или замок.

Для повышения точности измерения линей­ных размеров применяют микрометрические инструменты. К ним относятся: микрометры, микрометрические нутромеры и микрометри­ческие глубиномеры. Наибольшее применение получили гладкие микрометры. Они пред­назначены для наружного измерения деталей с точностью 0,01 мм.

Микрометр (рис. 49, а) имеет стальную ско­бу 1, с одной стороны которой укреплена не­подвижная измерительная пятка 2, а с другой

— стебель 6 с закрепленной в нем гиль­зой 14. В гильзе имеется внутренняя резьба, по которой вращается микрометрический винт 3, имеющий на левом конце измерительную по­верхность, а на правом конце т- конус. Снару­жи стебель охватывается барабаном 7, кото­рый натяжным колпачком 9 затягивается на конусе с микрометрическим винтом 3.

При вращении барабана вращается и мик­рометрический винт, а его измерительная по­верхность перемещается вдоль оси. Вращением барабана осуществляется грубая установка микрометра, а окончательная установка — тре­щоткой 11, которая обеспечивает постоянное зажимное усилие при измерении детали. Винт 3 может быть закреплен в определенном поло­жении стопорной гайкой 4, а также при помо­щи гайки 13 создается необходимая свобода его движения. В некоторых конструкциях мик­рометров стопорение винта осуществляется эксцентриком.

Микрометры снабжены отсчетными устрой­ствами в виде двух шкал: (рис. 49,6) одна на­несена на стебле (основная шкала), а дру­гая - на окружности скоса барабана (шкала барабана, или круговая шкала). Основная шкала имеет два ряда штрихов с расстоянием в 1 мм. Они расположены по обе стороны про­дольной риски, нанесенной на стебле, так что один ряд штрихов сдвинут относительно дру­гого на 0,5 мм.

Шкала барабана разделена на 50 равных частей и предназначена для отсчета десятых и . сотых долей миллиметра. Цена каждого деле­ния шкалы барабана составляет 0,01 мм. 

Прежде чем приступить к измерениям дета­лей, необходимо установить микрометр на ну­левое положение. При нулевом положении ме­рительные поверхности должны быть сомкну­ты, а нулевой штрих шкалы барабана точно совпадать с продольным штрихом основной шкалы. При смыкании мерительных поверх­ностей барабан следует вращать за трещотку плавно, без резких поворотов. 

Удостоверившись в правильной установке микрометра в нулевое положение, приступают к измерениям детали. При измерении деталь помещается между измерительными поверх­ностями и зажимается микрометрическим вин­том, который вращается за трещотку. Подача винта прекращается после того, как трещотка начнет провертываться, и тогда произ­водят отсчет. Вначале отсчитывают целые доли миллиметра, а затем де­сятые. Для получения целых миллиметров дос­таточно определить количество делений основ­ной шкалы от нулевого (начального) штриха до скошенного края барабана (см. рис. 49, б). Для получения десятых и сотых долей миллиметра смотрят, какое деление шкалы барабана совпадает с продольным штрихом, нанесенным на стебле.

Рекомендуется после измерения произвести вторичную проверку установки микрометра на нулевое положение. Если оно сбилось, то замер был произведен неправильно. Следует устано­вить микрометр на «ноль» заново и произвести повторные измерения. Повысить точность из­мерения можно многократным повторением из­меряемой величины, смыкая мерительные по­верхности только трещоткой.

Микрометрические нутромеры (рис. 50) применяются для измерения диамет­ров отверстий и других внутренних размеров. Так же как и микрометры, они имеют две шка­лы: одна на стебле и вторая на окружности скоса барабана. Наименьший измеряемый раз­мер составляет 50 мм, а наибольший — 10 000 мм с применением специальных удлини­телей, прилагаемых к инструменту.

Широкое распространение в ремонтной практике получили рычажно-механические при­боры, в частности индикатор и индикаторный нутромер.

Индикаторы применяются главным об­разом для определения биения, овальности, конусности и других отклонений от правильной геометрической формы.

Главным достоинством индикатора являет­ся надежность, удобство и быстрота измере­ния. Они находят самое широкое применение с несложными приспособлениями (различные стойки, скобы и т. п.), имеющими вторую изме­рительную поверхность. У индикаторов часово­го типа (рис. 51) передаточное отношение ме­ханизма подобрано так, что перемещение из­мерительного стержня 1 на 0,01 мм соответст­вует перемещению большой стрелки 3 на одно деление шкалы.

Шкала индикатора разбита на 100 делений, следовательно, полный оборот большой стрел­ки соответствует перемещению измерительного стержня на 1 мм. Для определения количества оборотов большой стрелки имеется малая стрелка 4 и небольшой циферблат. Каждый полный оборот большой стрелки соответствует повороту на одно деление маленькой стрелки по шкале, т. е. 1 мм.

Конструктивно индикаторы устроены так, что можно большую шкалу вместе с ободком 2 поворачивать относительно корпуса 6 и уста­навливать против большой стрелки 3 любое деление. В некоторых конструкциях индикато­ров шкала неподвижна, а вокруг своей оси вращается измерительный стержень и при этом вращает стрелку прибора.

При измерении рекомендуется пользовать­ся так называемым нормированным участком шкалы, т. е. участком размером в 0,1 мм, кото­рый соответствует примерно второму обороту большой стрелки (от 1,0 до 1,1 мм).

Перед измерением индикатор необходимо настроить, т. е. установить на нуль. Настройку осуществляют по эталонной детали или конце­вой мере длины (плиткам).

После установки индикатора на стойке из­мерительный наконечник приводят в соприкос­новение с поверхностью установочной меры. Ось наконечника мерительного стержня инди­катора должна находиться на середине устано­вочной меры (плитки).

Индикатор устанавливают так, чтобы боль­шая стрелка сделала один-два оборота. Далее ободок 2, а вместе с ним и шкалу поворачива­ют так, чтобы нулевое деление шкалы остано­вилось против неподвижной большой стрелки. При этом обязательно замечают положение малой стрелки 4.

Необходимо проверить постоянство показа­ний индикаторов. Для этого за головку 5 осуществляют двух-трехкратный подъем и опус­кание измерительного стержня до упора в ус­тановочную поверхность меры. Большая стрел­ка индикатора 3 должна каждый раз устанав­ливаться на нулевом делении циферблата. Ес­ли этого нет, то необходимо выяснить причину и корректировать нулевое положение шкалы относительно неподвижной стрелки. Подъем и опускание измерительного стержня следует производить плавно, без рывков и ударов. За­тем, слегка приподняв измерительный стер­жень, снимают установочную меру и индика­тор считается настроенным.

При измерении большая и малая стрелки будут изменять свое положение, указывая от­клонения от установленной (первоначальной) величины. Большая стрелка укажет по шкале сотые доли, а малая стрелка — целое число миллиметров. Знак отклонения можно устано­вить по шкале указателя числа оборотов или перед измерением перемещением измеритель­ного стержня за головку 5.

Некоторые индикаторы имеют две шкалы. Одна нанесена черными цифрами и служит для измерения наружных размеров, а вторая шкала — красными цифрами и используется при измерении внутренних размеров.

При контроле измерительный стержень так­же надо два-три раза приподнимать за головку и осторожно опускать. После этого произво­дить отсчет показании.

Индикаторные нутромеры

(рис. 52, а, б) применяются при измерении от­верстий. Измерительным устройством служит индикатор часового типа или другие отсчетные головки. В нутромерах обычного типа приме­няют индикаторы с ценой делений 0,01 мм.

Инструменты снабжаются комплектом сменных вставок, набором измерительных шайб, сменными губками и державкой. Смен­ные губки и державка необходимы для уста­новки индикаторного нутромера на нуль по концевым мерам длины (плиткам). Для этой же цели может быть использовано калибр- кольцо, изготовленное в соответствии с разме­ром проверяемой детали.

Перед измерением следует индикатор 1 за­крепить в верхней части трубки нутромера 2 так, чтобы большая стрелка сделала один обо­рот. В соответствии с контролируемым разме­ром подбирается сменная измерительная вставка 3 и ввинчивается в отверстие головки нутромера.

Лучше всего инструмент устанавливать на нуль по блоку концевых мер, укрепленных между боковиками 4 и в державке 5. Блок кон­цевых мер составляется под номинальный раз­мер отверстия или под размер, соответствую­щий середине поля допуска.

При установке индикаторного нутромера в нулевое положение, а также при измерении от­верстия следует инструмент слегка покачивать в диаметральной плоскости и отмечать наи­меньшие показания индикатора. Конструктив­но нутромер устроен так, что при увеличении расстояния между измерительными поверх­ностями большая стрелка индикатора повора­чивается против часовой стрелки, а при умень­шении расстояния — по часовой стрелке. При отсчете показаний по шкале учитывают откло­нения большой стрелки 3 (см. рис. 51) от нуле­вого положения, а также изменение положения стрелки 4 указателя поворотов. Размер детали определяется как алгебраическая сумма пока­заний индикатора и размера меры при уста­новке на ноль. 

После окончания измерения следует прове­рить нулевое положение большой стрелки. Ес­ли она сместилась более чем на половину де­ления шкалы, то результаты измерения недей­ствительны.

Следует при измерении весьма  осторожно вводить и выводить индикаторный нутромер. Когда необходимо ввести прибор в отверстие измеряемом детали, то осторожно отжимают рукой центрирующий мостик 6 (см. рис. 52). Также отжимая центрирующий мостик о внут­реннюю поверхность, осторожно выводят инст­румент.

Щупы (рис. 53) применяют для измере­ния величины зазора между сопрягаемыми по­верхностями. Они изготавливаются в виде уз­ких стальных пластин с параллельными изме­рительными плоскостями, собранных в комп­лект (11 —15 шт.) между двумя накладками. Толщина пластин устанавливается от 0,05 до 1,0 мм с интервалами 0,05—0,1 мм. На каждой пластине набора маркируется номинальный размер щупа в миллиметрах.

Резьбомер является простейшим изме­рительным инструментом для измерения шага резьбы. Изготавливается он в виде набора тон­ких стальных пластинок с определенными про­филями стандартных резьб. При измерении сначала подбирают пластинку с резьбой, близ­кой к измеряемой, и накладывают ее на резь­бу вдоль оси болта или отверстия гайки (рис. 54). Далее, меняя пластинки, подбирают такую, резьба которой при наложении на резь­бу детали не дает просвета. По маркировке на пластинке определяют шаг резьбы.

Измерение многих деталей, изготовленных с высокой точностью, целесообразно осущест­влять калибрами.

Калибр представляет собой мерительный инструмент жесткой конструкции без шкал и отсчетного устройства. .При помощи калибров можно проверять действительные размеры, форму, а также взаимное расположение по­верхностей детали.

Калибры изготавливают на один определен­ный размер. Каждый предельный размер де­тали проверяют отдельно. Одной стороной ка­либра контролируют максимальный размер, а другой стороной — минимальный размер.

Размеры отверстия проверяют калибрами- пробками (рис. 55, а), а размеры валов —ско­бами (рис. 55,6). Каждый калибр имеет про­ходную (ПР) и непроходную сторону (НЕ). Проходной стороной калибра проверяют нача­ло поля допуска, а непроходной стороной — конец поля допуска детали. Проходная сторо­на калибра-пробки должна проходить в годное отверстие. Проходная сторона калибра-скобы должна надеваться (проходить) на годный вал. Непроходные стороны калибров не долж­ны проходить. При нарушении указанных тре­бований детали бракуются, так как их разме­ры не соответствуют заданным размерам на чертеже или техническим условиям.

Проход и непроход калибра устанавливает­ся только под действием собственной массы его или усилия, примерно равного массе. При этом измерительные поверхности калибров должны быть слегка смазанными. Непроход­ные стороны калибров в крайнем случае могут лишь «закусить» краем поверхность контроли­руемой детали.

В практике применяют различные калибры как по конструкции, так и по назначению. Они подразделяются на рабочие, приемные и конт­рольные. Рабочие калибры применяются для проверки деталей в процессе их изготовления.

Приемными калибрами проверяют детали контролеры отдела технического контроля Специально их не изготовляют, а используют изношенные проходные рабочие калибры. Контрольные калибры предназначены для про­верки рабочих и приемных калибров. Для контроля резьбовых деталей применяют резь­бовые калибры. На рис. 56, а представлена резьбовая пробка для контроля резьбы в от­верстии. При контроле наружной резьбы ис­пользуются, например, резьбовые кольца (рис. 56, б).